高分子材料工程技術精選(九篇)

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第1篇：高分子材料工程技術范文

關鍵詞：高分子材料；成型加工技術；創新研究

尖端技術的發展代表著國家經濟的不斷繁榮與發展，如何推進我國高端工業領域和軍事工業的不斷向前發展，是我國尖端科學工作者共同面臨的發展問題。高分子材料的成型加工技術的不斷創新與發展，有利于實現國家高端科學領域的不斷向前發展。文章本著科學技術發展的觀念，探究我國高分子材料成型加工技術的發展歷程和發展步伐，提出相關創新思路，以期更好地奉獻于我國科學技術發展。

現階段，我國某些特殊領域如航空工業、國防尖端工業等領域的發展對聚合物材料的性能提出了更高的要求，如高強度、高模量、輕質等，各種特定要求的高強度聚合物的開發研制越來越顯迫切。這些結合物主要材料就是高分子材料。然而，高分子材料能否達到我國這些領域的質量要求，就有賴于高分子材料成型加工技術的不斷改進和創新。從該項技術的不斷創新發展，更依賴于科研人員的不斷研究和創新設計發展，從而更進一步的不斷完善，達到我國特殊行業領域的高端要求。

一、高分子材料成型加工技術發展概述

高分子材料形成加工技術進入21世紀以后已經成為國際社會的一門高端熱行的競爭行業。合成工業的避震材料的研制發展促使易于璃確控制樹脂的分子結構，加速采用大規模進行低成本的生產。例如新時期汽車工業的發展，節能、高速、美觀、環保、乘坐舒適及安全可靠等要求對高分子材料的要求越來越重要。汽車行業的不斷發展和高端技術的不斷改進帶動了零部件及相關材料工業的發展。為了實現汽車高性能低成本的發展，同時能夠提高汽車的載荷量，提高高分子材料質量成為至關重要的發展手段，從而提高高分子材料成型技工技術成為關鍵。

據相關研究數據顯示表明，目前汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型，例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具，在美國、日本等汽車制造業發達的國家，模具產業超過50%的產品是汽車用模具。目前，高分子材料加工的主要目標是高生產率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質方向發展；成型加工方面，從大規模向較短研發周期的多品種轉變，并向低能耗、全回收、零排放等方向發展。

二、現階段高分子材料成型加工技術的創新研究

（一）聚合物動態反應加工技術及設備

現階段國內外大多數應用反應加工設備來實現高分子材料的成型加工。然而，這種反應加工設備從原理上看都是傳統混合、混煉設備的改造產品，都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題。另一方面，設備引進和使用投資大、能耗高，噪音污染嚴重、密封困難。

引用聚合物動態反應加工技術及設備與傳統技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都完全不同，該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程，達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態結構和反應制品的物理化學性能的目的。新設備的引進和使用具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優點，這些優點有效解決了當前需解決的一系列問題，從而走進世界尖端技術先進行列，具有該領域技術發展的領先地位。

（二）以動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術

信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術。運用新技術實現光盤級PC樹脂生產、中間儲運和光盤盤基成型，從而使三個過程融為一體，與動態連續反應成型技術相結合，研究酯交換連續化生產技術，研制開發精密光盤注射成型裝備，達到節能降耗、有效控制產品質量的目的。

聚合物/無機物復合材料物理場強化制備新技術。此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設計（粒子設計），在設計好的連續加工環境和不加或少加其它化學改性劑的情況下，利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散，實現連續化制備聚合物/無機物復合材料。

熱塑性彈性體動態全硫化制備技術。此技術將振動力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進程，實現混煉過程中橡膠相動態全硫化.解決共混加工過程共混物相態反轉問題。研制開發出擁有自主知識產權的熱塑性彈性體動態硫化技術與設備，提高我國TPV技術水平。

三、我國高分子材料成型加工技術的發展前景

近年來，我國高分子材料的成型加工技術得到迅速發展，發展成績斐然。我國各大新型高分子材料成型設備國家工程研究中心在預期完成國家預定研究任務的同時突破了國際新技術發展。在出色地完成國家攻關項目的同時，并使科技成果與產業化有機地轉化，是理論實時地與現實生產發展相結合。并逐步推向市場目前新設備的市場需求情況很好，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在不斷與相關機械生產公司有機組合并進行重組。將技術與資本結合，引入新的管理、市場等機制，爭取在更短時間內實現新設備年銷售額超億。在我國與國際科技接軌的同時，WTO給我們發展機遇的同時，也給我們極為嚴峻的挑戰。高分子材料的發展與成型加工技術的不斷創新研究，可以促使我國高分子材料市場發展前景看好，前途一片光芒。

四、結語

綜上所述，我國現階段國家額社會主義市場經濟發展要求，我國高分子材料成型加工技術必須走具有中國特色的創新發展之路。突破國外技術封鎖，自主研發具有競爭實力的核心技術，實現持續發展并趕上國際先進水平，更有望于趕超國際發展技術，持續趕超國際終端水平。不斷推進科研成果與實際生產相結合，實現高分子材料成型加工技術的前沿發展模式，充分運用引進來和走出去的發展戰略，達到綜合提高我國尖端科學技術的國際競爭實力。

參考文獻：

[1]Chris Rauwendaal，Polymer Extrusion，Carl Hanser Verlag，Munich/FkG，l999.

[2]瞿金平，聚合物動態塑化成型加工理論與技術[M].北京：科學出版社，2005 427435.

第2篇：高分子材料工程技術范文

[關鍵詞]工程意識；高分子材料專業；綜合實驗

我國的高等工程教育培養造就了大批工程科技人才，有力地支撐了我國工業體系的形成與發展。但與其它工業發達國家相比，我國高等工程教育雖然規模位居世界第一，但總體質量并不高。突出的問題就是高等工程教育培養出的人才工程性缺失和實踐能力薄弱。針對高等工程教育存在的的問題，2010年6月，中國工程院、教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，使我國培養的卓越工程師后備人才滿足我國工業化和現代化建設的需求，使我國躋身工程教育強國之列。

一、目前高分子材料專業綜合實驗存在的問題

長期以來，我校高分子材料專業綜合實驗僅僅是停留在使學生鞏固并加深對專業基本理論及概念的理解，對高分子材料性能檢測，以及高分子材料成型加工設備的操作等層面。存在的最大問題就是實驗內容陳舊、滯后，實驗教學形式僵化。驗證性的實驗內容較多，與工程實際密切結合的實驗內容太少。這種傳統的高分子材料專業實驗教學體系不利于學生工程觀念的建立，不利于后續階段的頂崗實習、畢業設計、及進入工作崗位后迅速完成從學生到合格的工程技術人員的轉變。

二、加強高分子材料專業綜合實驗工程性的指導思想與原則

“卓越工程師教育培養計劃”具有三個特點：一是企業深度參與培養過程，二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才，三是強化培養學生的工程能力和創新能力。我們認為高分子材料專業綜合實驗應該是在專業實踐層面上安排的，能夠與生產實際緊密結合，能夠體現工程與教學相互聯系、相互促進關系的一門實驗課。通過實驗培養學生建立初步的工程能力。在這門實驗課中要創造出一種讓學生真正感受到工程實踐的氛圍，促使學生從知識積累向工程能力生成的轉化。

三、高分子材料專業綜合實驗改革的具體實施

（一）調整高分子材料專業綜合實驗開設時間

我校高分子材料專業綜合實驗原開設時間放在第3學年的第6個學期。通過幾輪教學發現，在學生專業學習還沒完全到位的情況下，學生并不完全具備很好完成實驗的能力，嚴重影響專業實踐能力的取得。因而將設置時間調整到第4學年第7個學期，時間從3周延長到4周。從實踐結果來看，這一調整是合理的。

（二）企業參與高分子材料專業綜合實驗教學計劃的制定

以往的實驗教學計劃完全由任課教師自行制訂，由于教師的工程能力不足等原因，制訂的實驗教學計劃脫離生產實際，即所謂的“理論性、研究性過強”。在新的實驗教學計劃修訂時，我們積極爭取企業具有豐富實踐經驗的生產技術人員參與進來，共同制定人才的培養目標，培養方案，共同制定實驗教學大綱、實驗教學計劃。

（三）高分子材料專業實驗內容的確定

1.原有實驗內容優化。全面更新實驗內容。只保留小部分經典的實驗內容，這些經典實驗可以訓練學生系統地掌握原料的準備、材料的合成、性能測定與表征方法等。增加具有工程背景的實驗，選擇貼近實際的社會需求，符合高分子材料的變化潮流，適應企業對人才需求的內容。

2.教師科研課題轉化。將部分教師完成的或在研的科研項目中的部分內容拿到專業實驗中來，分解為學生有能力可以完成的實驗項目。

3.到有合作關系單位完成部分實驗。生產單位可以為人才培養提供先進的工程實踐條件。此種實驗方式最顯著的特點是實驗方案的應用性和工程性。更能激發學生動手實驗的興趣，發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。

（四）實驗教學方式的改革

1.題目自選與指定結合。由過去的分配到人改變為由學生在給定題目中自行挑選感興趣的題目，使實驗教學從傳統的“以教師為主”的模式轉變為“學生為主體、教師為主導”的模式，充分發揮學生的積極性和創造性。

2.改變實驗指導方法，強化學生自主實踐能力的培養。強調實驗指導教師的“導師”作用，使學生成為實驗的主動參與者、探索者。鼓勵學生獨立思考，引導而不是替代學生解決實驗過程中出現的問題。

3.實驗以課題組形式進行。每三名同學組成一個課題組，并選舉一名組長。每課題組配備一名指導教師或生產單位的技術人員，為課題組提供技術上的指導和方向上的把握。通過具體的研究課題，培養學生團結協作的精神。

4.計算機輔助教學。引入新的教學手段，即利用高分子材料與工程設備素材庫，對實驗中涉及到和未涉及的工藝進行計算機模擬仿真實驗，擴大實驗范圍。

（五）專業綜合實驗的考評方式改革

實驗模擬本科畢業論文方式進行。結合實驗內容給學生下達任務書，學生做出開題報告、開題答辯，以論文的形式完成實驗報告，最后采用類似畢業論文答辯的方式總結實驗。在同等的實驗時間、實驗條件下，增加了實驗信息量，增強了團隊意識，強化了工程理念。

四、專業綜合實驗改革取得的成效

（一） 直接促進了畢業教學環節的順利進行

專業綜合實驗過后，就是畢業環節的教學工作。專業綜合實驗的過程就是一個微縮的畢業論文過程。有了專業綜合實驗的基礎，很多同學在短時間內就適應了畢業論文過程。畢業答辯也充分體現了這個環節所起的作用。

（二） 促進了教師隊伍工程能力的提高

從事高等工程教育的教師多數是從學校直接到學校，他們沒有企業工程實踐的經歷，因而在實踐教學中缺少工程思維、工程方法和工程文化的傳授。專業綜合實驗內容及教學方式的改革以及企業專家的參與，極大促進了實驗指導教師工程能力的提升。

五、結語

通過新的高分子材料專業綜合實驗教學體系的構建，從根本上改變了實驗教學內容陳舊、滯后與生產實際脫節嚴重的現狀。新的實驗教學體系不僅加深了學生對整個高分子材料體系的理解，更重要的是培養了學生在實驗中以工程意識去發現問題、分析問題和解決問題的能力。

基金項目：黑龍江工程學院教改項目：基于“卓越工程師教育培養計劃”專業綜合實驗教學改革與實踐（項目編號： JG2012042）

參考文獻：

[1]劉宇艷，劉宇婷，劉立洵等.高分子材料與工程專業系統化實驗體系的建立.[J]實驗技術與管理，2011（1）：9-11 .

第3篇：高分子材料工程技術范文

Practice and exploration on the course-teaching mode for cultivating the outstanding engineers

Zhao Fuchun Liao Shuangquan Zhao Yanfang Liao Xiaoxue Wang Zhifen Yu Rentong Xu Nai

Abstract：In this paper， as for present teaching situation of the polymer material and engineering specialized courses in colleges and universities，the course teaching modes of polymer material and engineering were explored based on the background of outstanding engineers’ plan. The experienced teach mode included some of the new education concept and teaching methods in the current higher education. In addition， they are expected to promote effectively teaching quality and students’ social competitiveness of the polymer material and engineering excellence engineers’ class in our school and to provide the reference for other universities’ cultivation of the high polymer material and engineering excellence engineers at the same time.

Key words：Outstanding engineers；Specialty curriculum teaching models；Educational idea；Educational reform

為適應新時期我國社會和經濟發展的需要，于2010年6月23日，教育部正式啟動了新的人才培養質量工程――“卓越計劃”（全稱“卓越工程師教育培養計劃”）。卓越計劃是高校工程教育改革的一項重大舉措，旨在培養出具有優秀創新能力的工程技術類人才，為提升國家整體核心競爭力，建設成為創新型國家提供充足的才智保障。2013年海南大學高分子材料與工程專業榮幸獲批為教育部卓越計劃培養試點專業。而專業課程的教學是卓越工程師人才培養中的關鍵環節，專業課程教學模式優化和有效運用直接決定著專業課程的教學效果。該文基于卓越計劃和新的教育理念，進行課程教學模式的改革和探索，以提升該校高分子材料與工程卓越工程師班的教學質量和學生的社會競爭力。

1建立科學的理論和實踐教學課程體系

科學的理論和實踐教學課程體系是先進教育理念付諸實施和人才培養目標得以實現的重要載體。面向卓越工程師培養的課程體系的設置需要與我國企業發展現狀和當前工程技術領域前沿緊密結合。目前，海南大學高分子材料工程專業是海南省的特色優勢專業和高分子材料加工海南省教學示范中心，在國內本科專業教育中具有較高的知名度。近年來，本專業依據對畢業生就業狀況調查和任課老師與企業合作與交流過程中的反饋情況，進一步明確了本專業領域人才需求結構傾向，結合本科階段學生知識結構，圍繞著高分子材料加工特色，建立了比較科學的理論和實踐教學課程體系。針對卓越人才培養所注重的工程應用性和實踐性，已在江浙、山東、廣東、廣西、云南、海南等多地建立了固定的教學實習基地，依據本校高分子材料與工程專業的特色和優勢，開設了門類比較齊全、特色突出的專業課程體系。該課程體系主要有公共課程、學科基礎課程、專業課程、實踐教學環節、個性課程、創新創業課程和文化素質教育課程七大模塊組成。公共課程模塊主要是通過獨立開設《Listening and Presentation》、《英語口語》、《實用公文寫作》、《計算機公共基礎》等提高學生英語、計算機應用能力和書面、口頭表達能力。學科基礎課程模塊則注重強化數理化、工程力學、工程制圖、化工等方面工程基礎原理知識。專業課模塊則主要課程有《材料科學與工程基礎》、《高分子物理》、《高分子化學》、《化工原理》、《高分子材料共混原理（雙語） 》、《聚合物合成原理及工藝學》、《高分子材料成型加工基礎》、《天然橡膠加工學》、《膠乳制品工藝學》、《塑料制品工藝學》、《橡膠工藝原理》、《塑料模具設計與制造》、《高分子材料與工程專業英語》、《現代測試及表征技術》、《工程訓練》等，其中《高分子材料共混原理（雙語） 》為海南省精品課程，《高分子物理》、《橡膠工藝原理 》、《天然橡膠加工學 》為校級精品課程，《高分子化學》為校級重點課程，《高分子材料與工程專業英語》為校級高標準網絡輔助教學課程。此外，在實踐教學環節模塊除了《認知實習》、《專業課程生產實習》、《畢業實習》、《畢業論文》等傳統實踐課程，還單獨開設了《工程實踐》和《工程訓練》以培養和鍛煉學生的思維創新能力、動手能力和團體協作能力，強化適應社會和企業素養。在個性化課程模塊中除了開設《膠乳制品工藝學》等眾多該校特色課程，還開設《企業工程管理》、《環保與安全》《技術經濟》等課程增強學生的工程應用與經濟管理能力。創新創業課程和文化素質教育課程模塊主要是培養學生的創新精神和人文素養，使學生成為兼具創新精神和人文素養的卓越工程師。

2課程教學模式改革與實踐

課程教學模式是課程體系實現知識傳播和轉化的重要途徑，直接影響著教學的效果。近年該校卓越班課程教學主要是適應課程體系模塊化要求，著力改變傳統的“滿堂灌”，構建以學生為中心，以老師為主導的教學模式，激發學生學習興趣、創新精神和動手能力。同時，通過教學與科研相結合、教學與科技競賽相結合，提升教師執教水平，完善輔助教學與管理，在工程實踐中培育學生創新精神和實踐能力，確保卓越人才培養的良好教學效果。

2.1 校內課堂教學模式

校內課堂教學需要采用靈活多樣化的組織形式和教學方法才能達到課程體系構建期望。在以往的校內課堂教學中，往往常采用“填鴨式”式教學，學生與教師缺乏交流互動和質疑精神，創造性培養成為一種奢求。而國外著名大學多以學生為主體設計教學活動，融合講授、研討、辯論、案例分析、項目研究的授課形式很值得在卓越人才培養中大力借鑒。下面就筆者運用教學中的幾種教學模式實踐與體驗加以列舉。

2.1.1研究性教學模式

對工科專業，研究性教學就是任課教師把最新的科研實踐設計理念、科研方法和新的研究結果引入到教學活動，指導學生選定與專業相關的專題進行主動探索、思考和實踐，并從中獲取知識和經驗、解決問題的方法。研究性教學是一種具有個性差異性的教學實踐。在卓越工程師教育的教學模式中，研究性教學被認為是提?{學生動手能力和創新精神的重要途徑。研究性教學（對學生而言，應該稱之為“研究性學習”）是一種符合工程能力培養規律、符合綜合素質形成邏輯的教學組織形式和教學方法。研究性教學模式不僅適用于探索性實驗、課程設計、畢業論文、創新型設計競賽等教學，也適用于高分子的特色專業課程教學。筆者曾將一些知識點設計成研究性的問題，讓學生主動探索思考，獲取知識和鍛煉分析解決問題的能力，如筆者在《現代測試與表征技術》課堂教學中，將自己科研工作中的電子掃描電鏡測試結果設計成知識點問題：對于這種材料采用什么樣的制樣方法？制樣時該注意哪些事項能得到更加高的圖像襯度以及避免假象？得到的測試結果如何分析？經過設問，學生主動學習思考，查閱相關研究文獻，進行實證結果解釋，解決問題，取得了良好的教學效果，實際解析能力得到切實的提高。

2.1.2微課教學模式

近年來，隨著信息化技術的發展與普及，“微課”作為一種課堂教學的重要手段逐漸受到重視。教育部教育信息管理中心曾對“微課”做了如下的定義：微課是基于一門學科/課程的某個重要專題（或某個單元、主題等）而設計開發的一種微型化的在線視頻網絡課程。微課程的開發有利于高分子材料科學與工程專業教師基礎理論知識的講授，便于在一個學生輕松的環境下提高了對專業課程的學習興趣以及對理論知識的掌握，具有事半功倍的效果。作為新型教學模式，“微課”充分利用現代信息技術、媒體傳播技術，提高了專業課程教學活動中的靈活性。筆者在高分子材料與工程專業英語授課時，利于現在豐富的網絡英語資源素材，結合專業知識點，制作了一些“微課”視頻，例如“Chain Polymerization”、“Polymer Solution”等“微課”生動形象地展示了知識點，對學生印象深刻。

2.1.3外延式教學模式

目前， 盡管課堂教學中已廣泛采用的多媒體教學，但仍然還是教師的演示工具， 信息傳遞是單方向的，在有限授課時間內能夠傳授的內容非常有限。此外，一般課堂教學中由于時間的限制，缺乏交互性、時空延續性，學生學習缺乏自主性、選擇性。本專業利用清華大學教育技術研究所為該校開發的網絡教學綜合平臺開展網絡輔助教學， 將課堂教學和網絡輔助教學有機地結合起來。課堂教學中教師的發揮主導作用， 課外學生則發揮自主作用，借助于網絡平臺將課堂教學延伸到了課外。教學播客、教學郵箱、網上論壇、問卷調查這些平臺欄目充分顯示了網絡教學的強大交互性，彌補了傳統教學方式存在的不足，給教學和學習帶來了新鮮感和樂趣，培養了學生的自主學習、協作學習和探究、創新的能力。

2.1.4前沿技術融合式教學模式

隨著科學前沿知識的進步，工程技術的也涌現出大量的新趨勢。如果將它們與現有教學模式進行融合，能進一步激發學生的學習熱情，增強學生自主學習和創新能力。塑料加工及模具設計課程群教師在塑料設計與制造、塑料模具CAD課程教學中，引入3D打印技術，讓學生熟悉熔融層積型3D打印機的使用方法，制備個性化的造型塑件，極大地激發了學生的學習興趣，提高課程教學效果。

3校企合作實踐教學模式

通過校企聯合實踐教學，高?？梢猿浞掷闷髽I的資源和優勢，給學生提供緊密聯系社會生產實際的實習實踐及工程訓練機會，提高辦學效益和教育質量；而企業則能通過校企合作教學機制宣傳自身形象，并依靠高校的人才、技術優勢，提升企業的市場競爭力。因此，高校與企業聯合實踐教學顯得格外重要。近年來，該校與海南天然橡膠集團股份有限公司緊密合作，經常與所屬企業溝通，將天然橡膠生產加工實際中的需求和問題，設定專項課題，然后教師指導學生成立針對性的技術攻關小組，讓學生帶著問題、有目的地進入企業生產車間和研發中心實習，既鍛煉了學生的工程應用能力，而且為企業做出一定貢獻，受到企業的好評。從校企合作教學現狀來說，還需從教師工程實踐能力和企業工程技術授課水平兩個方面努力提升，才能使校企合作實踐教學模式發揮日益重要的作用。高?？啥ㄆ谂晒こ棠芰^強的教師到國內外知名企業進行工程實訓交流，鍛煉任課教師的工程實踐能力，學習企業的先進工程管理模式；而企業工程技術人員只有理論上和授課水平上大幅提升，才能在教學過程中展現和應用好自己豐富的工程實踐經驗和卓越的工程創新能力。

4輔助教學及管理

卓越人才的創新和實踐能力培養及其寬廣的學術視野的拓展也離不開課堂輔助教學及管理。課外科技活動和學科競賽可激發學生對專業的濃厚興趣，培養其科學思維、創新意識、團隊精神、組織協調能力、工程能力。因此，該校高分子材料與工程專業通過建立起全方位開放現有專業實驗室制度，基于實踐課程（如創新創業課）、系列學科競賽（如高校環保創意大賽、大學生節能減排大賽、全國大學生挑戰杯大賽等）、課外科技活動（如本專業提供一定額度經費為本科生專門設立的自主科研課題）等培養學生的創新能力和實踐能力，學生的素質相比以前提升明顯。同時，作為一種大學本科生非普及的管理制度――導師制對提高他們的創新能力也大有裨益。該校高分子材料與工程卓越工程師班學生在第一學期末，通過雙向選擇，確定富有工程經驗的教師作為自己的導師。在其以后的學習生涯中，通過經常性的師生互動，有效地開啟了學生的創新能力。

第4篇：高分子材料工程技術范文

關鍵詞：交叉學科；本科教學；互動；創新思維；實踐認知

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）07-0143-03

現代社會科技進步日新月異，創新性的研究和產品不斷涌現，其中非常多的成果都來自于交叉學科的貢獻。一個已經被普遍接受的共識是：學科交叉點往往就是科學新的生長點、新的科學前沿，這里最有可能產生重大的科學突破，使科學發生革命性的變化；同時，交叉科學是綜合性、跨學科的產物，因而有利于解決人類面臨的重大復雜科學問題、社會問題和全球性問題[1]。所以，對于本科教學中的交叉學科課程的教學就提出了更高的要求，如要求教師縱覽多個學科的發展，從而能站在交叉學科的前沿來引領學生去認知和創新性思考；同時，也要求學生積極主動地去檢索相關資料，能互動地參與到整個課程教學的過程中來。只有這樣，交叉學科的本科教學才能獲得理想的教學效果，提高學生的科學敏銳力和培養學生的創新性思維。盡管教育界對交叉學科研究生階段創新型人才培養已有較多思考[2]，但是迄今為止對交叉學科的本科教學的交流還很少。

本文以四川大學高分子科學與工程學院開設的“生物高分子及制品”課程教學為例，從課堂教學的多個方面提出了對交叉學科的本科教學的思考和體會。

一、課程背景

“生物高分子及制品”是四川大學高分子科學與工程學院為大三學生開設的一門課程，任課教師均來自我院醫用高分子材料及人工器官系。醫用高分子材料專業建立于1978年，并分別于1986年和1992年獲得碩士、博士學位授予權，是我國最早的培養生物醫用高分子材料專業人才的基地之一。系內的教師在生物醫用高分子材料及人工器官的科研、教學方面有30多年的豐富經驗。本課程所使用教材主要為我系老師合力編寫的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《生物醫用高分子材料》[3]，并結合科研前沿做了豐富多樣的專題講解。目前一個年級有三個班平行授課，每個班的人數在70～90人。本門課程是典型的交叉學科產物，其內容涉及生物醫學、材料學（高分子材料）、工程設計、醫療器械等多個領域。教材的主要章節包括緒論、高分子材料和生物體的相互作用、生物醫用高分子材料的生物相容性和安全性評價、人工器官用高分子材料、醫療診斷用高分子材料、藥物緩控釋高分子材料、軟硬組織替代和組織工程用高分子材料、醫用高分子材料的設計。根據我院學生學術研究發展方向和工程應用發展方向并重的特點，在課堂講授的時候授課教師會盡量同時擴展到前沿的科研領域（如醫用高分子非病毒基因載體）和相關產業的應用環節（如生物醫用高分子材料制品的生產、消毒）等。考查方式以課堂討論、平時成績和期末筆試成績綜合打分。

二、互動式授課的幾點思考與體會

1.綜合多學科領域的講解方式。生物醫用高分子材料是功能高分子材料中重要的組成部分，是指在生物及醫學領域所使用的高分子材料?？傮w而言，本課程是兩個一級學科：材料學（其中的高分子材料）和生物醫學工程學（其中的生物材料）的交叉點。兩個學科的跨度很大，如何能生動形象地講解和引領學生思考至為關鍵。例如，在進行人工器官用高分子材料的講解時，我們通常會采取由淺入深的啟發式教學方法。首先，我們將人體器官做一個對應的抽象化的模型，其中包括腦—計算機、耳—聲音探測器、肺—氣體交換器、心—泵/液體輸送器、肝—化學工廠、腎—分離/凈化系統和血管—輸送管路等，以方便同學們從功能上理解人體器官并能針對性地對人工器官進行設計、思考。通過講解，同學們了解到研究人工器官并不能簡單考慮其與人體組織器官的類似，更重要的是能使其再現或部分再現人體器官的功能。舉例來說，在講到人工腎時，我們會先從醫學的角度講述腎臟的結構和功能，重點描述腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用。其中，腎小球每天以125ml/min的濾過率處理約180L的血液，腎小管將濾過液中大部分的水、電解質、葡萄糖和其他小分子有用物質重新吸收入血液，而每天最終排尿量僅為2.0L。通過上述講解，同學們可以清楚地了解腎臟在人體中的主要功能，那么進一步的關于人工腎功能設計的講解也就順理成章了。人工腎是血液凈化技術中所使用的最重要的人工器官，再通過進一步關聯講解病理學的內容，我們可以使同學們了解到使用人工腎的血液凈化技術的目的和意義在于治療與血液相關的疾病，既包括腎臟方面的疾病如腎衰竭，也包括各種由于血漿成分發生病理改變而產生的血液性或免疫性疾病，如巨球蛋白血癥、系統性紅斑狼瘡、血友病和多發性骨髓瘤等。緊接著，針對不同的疾病和需要去除致病物質，我們很自然就將知識點轉到不同的血液凈化技術上來，分別講述血液透析、血液濾過和血液透析濾過三種人工腎技術。最終，三種不同的人工腎技術就引出了不同的生物醫用高分子材料和制品的需求和設計：通過對用于人工腎的各種生物醫用高分子材料的化學成分、物理性能的分析，以及對完成其制品的各種工程技術的描述和表征，使同學們融會貫通，掌握這個跨多學科交叉領域的知識點。再舉一個例子，在講組織工程用高分子材料章節時，由于這是一個非常前沿的跨生物學、醫學和材料學的交叉領域，如何有機結合多學科知識使同學們帶著興趣學習就非常關鍵。首先，我們會用“人耳鼠”等組織工程經典的圖片展開緒論，使同學們的目光一下子就被吸引住了，讓他們去思考：人類科技的進展真的有一天能實現更換人體的各個組織器官嗎？由于多個現實的案例擺了出來，他們就會意識到這是有可能并已經部分實現了的前沿科技。進而，我們就會用搭房子來做一個形象的比喻講解組織工程的三要素：細胞是磚塊，生長因子是建筑工人，而生物材料就是整個房屋的支架。而組織工程支架材料對生物相容性、生物降解性能的要求就使得生物醫用高分子成了其中的首選。在這樣的引領下，同學們的關注點自然就轉到了我們高分子學科與組織工程的關系，并能帶著興趣學習接下來的組織工程的原理和方法、軟骨組織工程支架材料、神經組織工程支架材料、血管組織工程支架材料、肌腱組織工程支架材料、皮膚組織工程支架材料、角膜組織工程材料、組織工程支架制品的制備方法等多個知識點。在講解的過程中，我們還會播放組織工程培養細胞、體外構建人工血管等錄像資料，讓同學們更直觀地認識生物醫用高分子材料在組織工程中的應用。

2.學生積極參與的教學互動形式。除了教師的有效引領作用外，學生能否積極參與教學過程的互動也是交叉學科本科教學能否成功的關鍵。對于本課程，我們主要采取了課外檢索學術資料做PPT報告和分組討論的形式。如前所述，我們將人體組織、器官分開并做了一個對應的抽象化的模型。對應于此，我們將學生分成了若干個小組，安排每個小組負責準備和主持一個主題的PPT報告和討論。我們會提前一周通知負責組的同學（通常為4～8人），事先與他們討論講述的主線和子方向，要求同學們分工合作，其中一些同學負責每人5分鐘的PPT講解，其他一些同學負責資料收集和整理工作。例如對肺的一個主題，通過一周的準備，同學們查閱了一定數量的文獻資料，準備了精美的PPT資料和講解內容：第一個同學做了呼吸系統和常見呼吸系統疾病的綜述；第二個同學的報告集中于描述現有的呼吸系統手術（尤其是肺部手術）中使用的大量生物醫用高分子材料和制品，例如包括呼吸道麻醉科導管、單肺通氣封堵導管等醫療器械；第三個同學從人工肺的研究角度出發，用較多的學術資料描述了該領域的研究前沿，進一步通過閱讀資料提出了現有研究的不足，并提出他們小組討論后對該領域的展望；最后一個同學結合工程實際，從生產設備、生產工藝等方面描述該領域醫用高分子制品的制備方法，并簡單提及國內外的主要生產企業。通過這樣的一個“準備—講述”的過程，該組同學系統地掌握了交叉學科從基本概念到學術研究，再到工業領域的諸多方面，并能邏輯清晰地講述給全班同學。在同學們的PPT講述過程中，任課教師會組織聽報告的同學們進行有益的討論。例如，在講解到有關生物醫用高分子材料和制品的生物相容性的時候，有做報告的同學會以隱形眼鏡為例講解，其制備原料主要是聚羥乙基甲基丙烯酸酯類材料。這時，我們會請有戴過隱形眼鏡的同學舉手，并組織討論：為什么隱形眼鏡有日拋、月拋和年拋的區別，它們對材料的要求有何不同？為什么夜晚要取下眼鏡進行清洗保養？作為使用者，自己戴隱形眼鏡會有什么樣的要求？通過這些問題的討論，同學們可以進一步了解作為交叉學科的產品，生物醫用高分子材料和制品不僅要在功能上滿足使用的醫學目的，還要求我們從材料學和工程學的角度去設計，才能獲得較為理想的使用性能。而且這樣的討論也容易引起同學們的興趣，避免過多過深的理論講解會導致的注意力分散。在整個PPT報告和討論的過程中，任課教師會針對同學們的資料準備情況、PPT講解情況和討論情況進行評價和打分，作為成績考核的重要標準之一。

3.創造條件結合實踐教學。交叉學科除了能在學術前沿激發出更多的創新性火花之外，往往還可以通過學科的交叉設計、生產出大量的實用的制品。本門課程針對的生物醫用高分子材料和制品就是典型例子，其所涉及的產業主要為醫療行業和醫療材料（器械）企業。因此，創造條件結合實踐進行教學就成了本門課程重要的組成部分。本門課程的授課教師大多與上述行業的企業有長年的產學研合作關系，已經完成或正在研發多項生物醫用高分子材料和制品的工作，因而具備較好的實際條件進行實踐教學。例如，任課教師與成都市的多家醫療器械生產企業建立了長期的科研關系，從而能將課程的認識實踐帶到其中的一些單位，包括人工腎的生產企業和醫療耗材（導管、輸液制品）企業等。通過實習參觀企業，以及在課堂上觀摩老師帶的各種生物醫用高分子材料和醫療器械，同學們對這門交叉學科涉及的產業有了更好的認識。另外，經常有高端的相關行業展會在成都舉行，例如2012年的第68屆中國國際醫療器械秋季博覽會在成都云集了國內外的多家企業。這種時候，任課教師就會及時公布展會時間，并鼓勵同學們去參觀，通過學習和對比國內外企業的產品，了解其設計理念和所使用的生物醫用高分子材料。展會結束之后，我們會和同學們在課堂上針對展會上的所見所想進行很多有益的討論，很好地幫助同學們更進一步地認識這門交叉學科的知識和產業。

4.結合教學內容邀請專業醫生講座的教學。結合課堂講授內容，我們會定期或不定期邀請一些醫生到課堂進行講座，如講授到血液透析時，我們會專門邀請四川大學華西醫院腎內科進行血液透析的醫生到課堂進行講座，從醫生的角度講述醫用高分子材料在血液透析制品方面的臨床應用。通過這些講座，使同學們更深刻了解醫用高分子材料及制品的實際應用，增加了學習的積極性和興趣。最后，由于交叉學科課程覆蓋的知識面非常廣，簡單地進行死記硬背的考試是不適宜的。經過商討，本課程的多位任課老師達成了一致的共識：平時的討論和報告占學生成績的很大一部分，期末考試以開卷方式進行，出題盡量是基于交叉學科的特點來綜合性地考查學生的邏輯思維、判斷和創新能力。通過八年多的教學實踐，我們發覺本課程的教學互動效果很好，也起到了很好的引領作用，有很多學生對這門交叉學科產生了濃厚的興趣，并相繼進入了生物醫用高分子材料和制品的科研或產業領域。

總而言之，交叉學科的獨特性決定了對其本科教學方法的靈活性、多樣性的要求。只有不斷解放思想、更新教學理念和完善教學手段，才能保證交叉學科教學的質量，才能更加有效地提高同學們的興趣和綜合能力，為更高階段的交叉學科創新性研究以及相關交叉學科的產業輸送人才。

參考文獻：

[1]路甬祥.學科交叉與交叉學科的意義[J].中國科學院院刊，2005，20（1）：58-60.

[2]吳宜燦.學科交叉與創新型人才培養的實踐與思考[J].中國科學院院刊，2009，24（5）：511-517.

[3]趙長生.生物醫用高分子材料[M].化學工業出版社，2009.

第5篇：高分子材料工程技術范文

關鍵詞：高分子材料；教學；探索和實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0219-02

《高分子材料》是材料科學與工程學科的重要組成部分，是材料專業類學生的一門重要課程。但對于非高分子專業的學生，一般只有這一門高分子專業課，且學時有限。為使學生掌握廣泛的基礎知識、扎實的專業知識，該課程要將《高分子物理》、《高分子化學》、《高分子材料加工》等課程內容融為一體，并加強與其他材料科學的相互貫通。筆者在幾年的教學實踐中不斷探索，對這門課的教學內容、教學方法和教學效果評價體系等方面進行了總結。

一、明晰教學目標、突出教學重點、合理安排教學內容

通過《高分子材料》的教學，需要學生掌握“高分子材料科學基礎”、“高分子化學”、“高分子物理”、“高分子成型加工”、“通用高分子材料”等理論知識。在有限的學時條件下，要使對于高分子完全陌生的學生理解并掌握這些基本概念與原理，授課內容的選擇是非常重要的。在內容選取上，我們的原則是既要讓學生掌握相關的理論知識，又要有所側重，并注重課程與先修課程的聯系和課程前后內容的銜接等。高分子材料的制備、結構、加工及性能之間存在著一系列的有機聯系，我們講述的內容既要有獨立性又應注意前后的關聯性。首先，結合以前所學知識，讓學生掌握高分子材料科學的基礎知識。其次，高分子化學部分，我們著重講解聚合反應機理。高分子的合成按機理主要分為逐步聚合與連鎖聚合。連鎖聚合中，以自由基聚合研究得最為透徹，我們分別結合反應過程的熱力學和動力學，分析自由基聚合各個階段的特點。至于離子聚合和定向聚合等內容，給定思考題安排學生課后學習。對于學生自學有疑問的地方，教師可以在答疑時給予指導。逐步聚合中，又可分為線形縮聚和體型縮聚，我們一般只講述線形縮聚部分，體型縮聚安排為課后學習內容。高分子物理部分，我們集中講述高聚物的結構與性能間的關系。通過掌握高分子材料的合成原理和方法，了解高分子材料結構與性能之間的關系，從而逐步形成較為完整的高分子材料科學知識體系。為了培養實用性、創新型人才，我們在教學中還及時更新教學內容，將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的教學內容。

二、積極探索教學方法，提高課堂教學效果

在《高分子材料》的幾年教授過程中，為提高課堂教學效果，筆者一直不斷探索，總結了一系列教學方法。

1.表格教學法?！陡叻肿硬牧稀返恼n程中，有很多教學內容可以通過對比進行講解，比如聚合物的聚合機理中的連鎖聚合和逐步聚合、自由基聚合的各種實施方法等。筆者在實踐中，發現表格教學法是個很有效的教學方法。該方法運用比較，比傳統直述法更清晰，利于學生掌握相關知識的區別和聯系，從而更好地接受知識，并對各知識點有更深刻的理解。比如在講述高分子材料的合成方法時，可以先用表格列出本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合四種實施方法，再在第一列列出配方、聚合場所、聚合機理、生產特征、產品特性、生產實例等與各實施方法對應的屬性，然后一邊講解，一邊將各屬性填充，讓學生接受知識點的同時也學習各屬性的異同，從而加強對相關內容的理解和接受，也更利于學生記住相關內容。

2.示例教學法。示例教學法可以引發學生的學習動機，幫助學生理解抽象的事物和概念，發展學生的求知欲望。學生剛開始學習高分子材料，對有關知識和內容了解不多，專業術語比較陌生，但是日常生活中都接觸過多種性能各異的高分子材料制品，對高分子材料性能的差異性有一定的感性認識。在講課時可以引入這些實際的材料，既能提高學生的學習興趣，也有利于更好地理解所學知識。比如在講述高聚物粘彈性這部分內容時，高聚物區別于其他材料的最大特點是其粘彈性，由于高聚物分子運動的松弛時間正好我們能用肉眼觀察到，所以才表現出這些現象。

3.啟發教學法?！陡叻肿硬牧稀返慕虒W中有不少抽象的概念、邏輯推理的演繹過程。老師在課堂上一味講授專業知識和術語，學生學習熱情不高。通過一邊講解，一邊結合學科知識適當提出問題的啟發式教學方式，能提高學生的學習興趣和積極性，并能把一部分走神的學生拉回來。如講到高分子結構時，先提出一個問題：“為什么橡膠和塑料的力學性能有這么大的差異？”給予學生適當時間思考后，再具體講解高分子材料的結構，讓學生帶著問題聽課，不但啟迪了學生的思維，也使他們對所學內容有了更深刻的理解。

4.互動教學法。為了培養能解決實際問題的高素質人才，《高分子材料》的教學中，不應讓學生死記硬背和生搬硬套，而應結合實際問題讓學生思考，激發學生的發散思維。如講到橡膠性能時，請同學們思考“如何提高橡膠的耐熱溫度”，再提示學生利用所學的高分子物理部分知識，從優化橡膠的結構入手，發動學生積極討論，啟迪思維，培養運用基礎理論知識分析實際問題的能力。這種討論式的教學方法，既活躍了學習氣氛，啟發學生思考問題，又可使學生對知識更好理解和掌握。在講述高分子材料的合成時，經常通過合成反應式來表示合成過程和機理。我們一方面在課件編寫中注意到讓所有的反應方程式都不是一下顯示出來，而是模仿板書一步一步顯示，讓學生有充分思考、接受的時間；另一方面，部分反應方程式讓學生自己來寫，旁邊同學互相檢查。通過這種方式，使學生更加熟悉并能深刻理解反應過程，其他同學的檢查也能讓同學發現自己意識不到的細節上容易出錯的地方，了解出錯的原因，補充沒有掌握的知識點。

三、改革考核方式，提高學生綜合素質

《高分子材料》的教學評價不但要考查學生基本理論知識的掌握情況，也要考查學生的再學習和獨立思考解決問題的能力。為此，我們改變單一的一份試卷定成績這種缺乏準確性和全面性的考試制度，將成績的考核納入每個教學環節中，為每個學生制訂具體考核表，跟蹤學生學習進展，使學生在學習中能隨時了解自己的學習情況，督促自己不斷學習、不斷提高。其中考試方面根據課程的要求建立了《高分子材料試題庫》，逐年對試題庫的內容進行改進和更新，每年從試題庫中抽取試題組成A、B兩份試卷，嚴格考試要求和評分標準；另一方面，讓學生選擇一種新型高分子材料，查閱相關文獻資料，描述它的合成、制備、結構、性能及應用前景，并撰寫小論文；同時，增加學生課堂討論、實驗、作業等平時成績的評分標準和比例。通過改革考核和評價體系，激勵了學生的學習熱情，鍛煉了學生的實際能力，有利于培養高素質人才。

通過《高分子材料學》教學的探索和實踐，初步探索了課程的教學思路和方法。在今后的教學中，我們還將不斷總結經驗，進一步完善教學過程中的各個環節，培養出既掌握專業知識，又具備分析問題、解決問題能力的能適應以后工作和科研需要的高素質人才。

參考文獻：

[1]劉晶如，俞強，張洪文，等.高分子物理課程教學改革與實踐[J].高分子通報，2010，（11）：111-113.

[2]張鐳.高分子化學教學的改革與探索[J].高分子材料科學與工程，2002，18（3）：202-203.

[3]毛瑞.《陶瓷工藝學》教學的探索與實踐[J].陶瓷研究與職業教育，2007，5（4）：44-46.

第6篇：高分子材料工程技術范文

專業分別是：

化學工程與工藝，環境工程，高分子材料與工程，油氣儲運工程，給水排水工程，石油化工生產技術，高分子材料應用技術，環境監測與治理技術，應用化學，生物技術，生物工程，食品科學與工程，精細化學品生產技術，生物技術及應用，工業分析及檢驗，食品加工技術，機械設計制造及其自動化，材料成型及控制工程，過程裝備與控制工程，熱能與動力工程，工業工程，工業設計，機械設計及制造，電氣工程及其自動化，電子信息工程，電子信息科學與技術，測控技術與儀器，計算機科學與技術，網絡工程，自動化，電氣自動化技術，計算機網絡技術，法學，思想政治教育，漢語言文學，歷史學，英語，數學與應用數學，信息與計算科學，地理科學，教育技術學，物理學，市場營銷，會計學，國際經濟與貿易會計，建筑學，土木工程，藝術設計，建筑工程技術，體育教育，音樂學，音樂表演等。

（來源：文章屋網 ）

第7篇：高分子材料工程技術范文

材料是人類生存及發展的物質基礎，是經濟建設和國防安全的重要基石。新材料是現代高新技術發展的先導，是提升傳統產業技術能級的關鍵。新材料的發展及材料技術的創新將會促進國家經濟繁榮發展、提升國際競爭優勢，是世界各國科技發展戰略的重要組成部分。

長江師范學院經過多年的發展，在師資隊伍建設、人才培養、科研創新平臺建設等多方面取得了長足進步。在本次申碩工程中，我校擬申報的材料與化工專業碩士學位點是立足重慶，面向全國，以國家新材料發展戰略和區域綠色產業發展需求為導向，以實際工程為背景，以工程技術應用為主線，培養出德智體全面發展、具有一定創新能力的應用型、復合型高層次工程技術和工程管理人才。

擬申報的專業學位點以國家新材料發展戰略和區域綠色產業發展需求為導向，圍繞國內外在新材料開發技術與化工工程技術領域存在的科學問題，開展有特色的工程應用研究，擬在高分子材料化工新技術、能源與功能材料、環境污染治理與低品位資源開發利用等新材料與化工工程領域形成突出優勢，在特種功能材料與新能源材料的制備技術和污水處理技術上形成專業特色。

經過多年發展，材料與化工專業學位點的主要研究方向：材料化工新技術、能源化工新技術、環境化工與低品位資源開發利用。

（1）材料化工新技術 本研究方向主要圍繞化學工程中的關鍵材料與技術，針對工程應用中遇到的具體材料瓶頸問題，開發具有實際意義的功能高分子材料和功能合金材料等。

第8篇：高分子材料工程技術范文

關鍵詞： 卓越工程師 高分子專業 實驗教學模式

“卓越計劃”（全稱“卓越工程師教育培養計劃”）是高校工程教育改革的一項重大舉措，其目的是培養一批創新能力強、適應社會發展需要的工程技術類人才，為我國建設創新型國家、提升國家核心競爭力提供堅實的人才支撐和智力保證［1］。高分子材料已深入到人類生活和生產的每一個角落，在結構材料中與金屬材料、無機材料形成三足鼎立。高分子化工也在化工工藝中與無機化工、有機化工平分秋色。高分子科學是一門實用性很強的學科，對學生的實驗操作技能和動手能力提出了很高的要求。該專業的學生畢業后絕大部分都將進入與專業相關企業、公司、科研機構等，投身到生產、科研第一線。在此“卓越計劃”的大背景下，培養一批創新性強的高分子材料工程師人才，探索高分子材料專業實踐教學環節“卓越計劃”的培養模式，改革和創新工程人才教育理念，著力解決工程材料領域中的實踐性和創新性問題，具有深遠的意義［2］。

1.高分子專業實驗教學現狀

目前國內高校高分子專業均強調以培養高分子材料科學家為目標，忽視了對高分子材料工程師的培養。相對于“卓越計劃”培養背景，現實的工程教育也偏離于工程實際，實驗課程的設置與實際脫節，而且教學過程一直以來過分強調理論基礎知識的灌輸，往往重視學生的學業成績而忽視對學生創新能力的培養，導致理論與實踐脫節，操作技能、創新能力、分析解決問題能力較差。而實驗內容多以驗證型實驗為主，難以適應“卓越計劃”對創新人才培養的要求。學生進行實驗教材以外的實驗訓練不夠，不利于培養知識、能力、素質三者綜合發展的卓越工程師人才。另外，實驗教學師資隊伍水平參差不齊，以及不客觀、不科學的實驗教學評價體系等，這些都難以達到優異的創新實驗教學效果。

2.完善實驗課程資源建設，提高學生學習的自主性

2.1實驗教材建設。

實驗教材是學生了解實驗內容、實驗原理、實驗裝置和操作的主要途徑。隨著科學技術的發展，新的儀器設備及測試手段不斷涌現，舊教材中的設備型號已經不能滿足實驗教學的需要。因此，學校應根據各自實驗室的配備情況，編寫真正適合自己的教材或實驗指導書。教材應配合教學體系建設，包括基礎性、綜合性、設計性、研究性實驗，為實驗課程的順利開設提供依據。

2.2實驗教學課件制作。

實現教育信息化的關鍵在于多媒體課件系統的開發與研制。為了配合信息化教學環境，切實提高學生學習的自主性，應積極研制高分子專業實驗的相關課件。如在綜合性實驗的表征部分應用到很多大型儀器設備，就應該開發大型儀器設備的實驗教學課件，可以使學生在比較全面地了解儀器工作原理、構造、操作和數據處理方法之后再使用儀器，不但可以利用有限的資源開闊學生的視野，提高大型儀器教學的覆蓋面，而且可以避免儀器在使用過程中的不必要的損壞。

2.3信息化教學環境建設。

信息化教學環境建設是一種資源共享的多媒體教學、學習環境的建設，存放著教學必需的資料，是該領域知識、方法、各種媒體和資源的集合，是為了專門存放和有效使用這些資源而建立的場所。建成高分子專業實驗課程網站，把實驗課程大綱和課件等內容都存放在網站上。讓學生充分了解實驗安排、實驗要求等信息，提前預習實驗原理、實驗項目內容，掌握實驗過程中的注意事項。通過瀏覽課程網站，學生對實驗步驟、儀器構造、操作規程等都能做到心里有數，進入實驗室后就可有條不紊地進行實驗。網站的建設減少了實驗開設過程中不必要的講解時間，增加學生自主學習的時間和空間。學生可以根據需要隨時上機預習，遇到不甚理解的地方可以反復觀看，大大提高了實驗預習的效率，也提高了學生求知的主動性和積極性［3］。

3.優化實驗教學模式，推進實驗教學體系改革

3.1改革實驗課教學方法，激發學生的學習興趣。

采用啟發式實驗教學，充分激發學生對實驗課程的興趣，是優化實驗教學模式的前提。實驗教學與理論教學不僅需要教師的語言傳授，更多的是需要教師的肢體語言去傳授，尤其是實驗操作技能的教學。忽視或淡化后者的重要性，就無法完成實驗教學所賦予的使命。實驗課的教學，教師要以職業活動為導向，以工程素質為基礎，突出能力目標，以學生為主體，以實驗項目為載體，以實訓為手段，設計出知識、理論、實踐一體化的實驗項目。必須把培養學生“自我學習能力”放在突出的位置上，因此在每次實驗課之前，都要求學生充分預習實驗的目的、重點和難點內容，對實驗中可能出現的問題及解決方法等有初步了解。在實驗中，改變過去逐一講解的做法，而是把需要講解的內容融會于各個問題之中，使學生產生疑問，渴望得到解答，從而激發起學習興趣。學生在課外查閱資料，反復思考，并寫出預習報告。由此培養了學生的學習興趣和主動學習的意識，調動了學生學習的主動性和積極性，同時也鍛煉了自學能力。此外，為了消除學生對教師的過分依賴性，對于實驗中出現的問題即所謂的“異?，F象”，建議一般不采取有問必答的方式直接回答，而是有意識地引導他們把已有的知識與在實驗中遇到的問題結合起來分析。要進一步創設“問題情境”，提出一些富有啟發性的新穎問題及其解決辦法。實驗結束前，再進行總結性討論，教師進一步提出一些綜合性和探索性的問題來引導學生的思維活動［4］。

3.2強化學生的實驗技能訓練。

實驗技能是學生實驗能力的基本功，是培養學生工程素質的關鍵環節。為幫助學生夯實實驗基礎，必須對基本操作技能進行強化訓練。在學生操作之前，明確向學生提出本次實驗的基本操作。對所有的操作都進行詳細講述、準確示范。注意整體示范和分解示范相結合。整體示范時主要針對操作的順序流暢；分解示范時則要注意動作的規范和放慢，使學生便于觀察和模仿。無論是手工操作還是儀器操作，都要讓學生學會操作，還要讓學生懂得為什么要這樣操作，認識什么是最科學、合理的操作方式和操作技巧。學生實驗中要注意嚴把操作質量關，對學生的每一步操作都進行認真仔細的觀察，發現不足之處，及時給予糾正和反復示范。特別是對于動手能力差的學生，更要反復細致地對其給予單獨的啟發指導，引導他們既要動手又要動腦，并讓其反復練習和比較正誤兩方面的操作所帶來的影響。為了引起學生對提高實驗操作技能的高度重視，應有計劃、系統而且細致地觀察幾位學生的實驗，然后對其在實驗工作中存在的缺點問題進行個別的耐心指導。

3.3開設設計性和研究性實驗。

保證每門實驗課程至少包含2項綜合型實驗，對各知識點進行交叉、綜合應用，將高分子專業課實驗項目進行綜合，將各課程體系的知識有機地結合起來。在綜合型實驗過程中，應讓學生事先了解實驗相關知識點，掌握實驗原理，指導教師僅在技術和設備使用上與學生進行交流，學生之間互相探討。教師在原則上不做具體指導，只介紹一些實踐經驗，啟發、引導學生如何發現實驗存在的問題，這樣改變原先按部就班的實驗過程，為培養了學生的實踐動手能力和創新意識提供了條件，進而在實驗過程中培養了學生解決具體問題的能力。

4.結語

深化教學改革，培養學生的創新能力，全面完成卓越計劃規定的各項任務，需要從事人才培養的教師和實驗人員不斷地研究、探索和思考，轉變教學理念，實施創新教育，注重訓練學生的創新思維，特別是培養學生的自主創新能力。不斷推進本科教育改革，發揮實驗教學作用，使大學更好地發揮培養創新人才的搖籃作用，實現卓越計劃的培養目標。

參考文獻：

［1］曾永衛，劉國榮.“卓越計劃”背景下科學構建實踐教學體系探析［J］.中國大學教學，2011（7）：75-78.

［2］張建勛，陳國鐵.“卓越計劃”背景下的工程類高校人才培養模式探討［J］.中國建設教育，2010（9）：4-7.

第9篇：高分子材料工程技術范文

中圖分類號：G633.8　文獻標識碼：B

作者注：對大多數人說來，雖然聽說過形狀記憶合金，或者知道那種在太空中能夠自動張開的網狀天線是用形狀記•k合金做的，但是對于形狀記憶聚合物就知之甚少了。所以，對于“形狀記憶效應在材料科學中是一種比較普遍的效應”的說法，可能會難以接受。一方面因為在日常生活中缺乏感性體驗，另一方面則與缺少材料科學基礎知識有關。

目前，有機高分子材料已經成為應用極其普遍的基本材料之一，同時它們也是石油化工企業產品中重要的一員。由于學時的限制，中學化學教材除去介紹兩類基本的聚合反應外，剩下的大都屬于常識類型的用途介紹。遺憾的是，在人們的印象里，“白色污染”的印象似乎超過了塑料對人類現代生活的正面作用。從而使得高分子領域蘊含的極其豐富的新技術和新用途未能充分顯示，以至于丟失了激勵學生探索未知及創新思維，能體現“科學技術是第一生產力”的這樣一個重要平臺。

通過對有記憶功能的高分子材料和電活性聚合物(見另文)的簡單介紹，有助于我們形成“材料的性質和應用，同樣可以通過另一個層面的組成和結構(聚合鏈的組成和結構；以及材料中聚合物的組成和它們之間的空間排列)來進行設計和調控”的初步認識。而這種視角的形成，應當是化學課程的基本任務之一。

文中涉及的科學技術領域，遠非初等化學所能覆蓋，但是具有初等物理學、生物學和醫學基礎知識的讀者，應當能夠把握住這類材料的性質和應用間的關系。其次，本文只介紹了熱感應型形狀記憶高分子，此外還有光感應型和化學感應型(例如通過介質的pH變化或因與某種離子的結合而導致的材料宏觀結構或性能的變化)等類型，讀者如果有志于探索這類材料的新的感應形式和拓寬它們的用途，多讀一點書，多探索一些問題，多產生一些聯想，學習興趣和探索積極性也就能夠持久不懈。有了“不會的東西是可以自己學的”的信心，培育探究性或研究性學習習慣的教育目標，才得以成為現實。

汽車外殼上的凹痕，通過局部加熱，就會像壓扁了的乒乓球浸泡在熱水中一樣，可以恢復原狀；登山服的透氣性可以根據環境的溫度自動調節；機器中的零部件可以按照預定的程序，根據外界溫度變化實現有序地自動拆卸；供藥系統可以根據患者的體溫或血液的酸度自動地調控藥劑釋放的劑量和速度；斷骨外的套管可以在體溫的作用下自行束緊，并能夠在創傷愈合后自動化為烏有……。這些看來既像魔術又像神話的設想，通過化學家和材料科學家發明的一類新型材料――形狀記憶材料，都已經逐一地變成了現實。有人把這類材料稱為“智能材料”，并非過譽之詞。

1形狀記憶合金和形狀記憶聚合物

具備形狀記憶功能的材料由來已久，如形狀記憶合金(SMA)，發現于20世紀30年代，經過幾十年的發展，已經有了鎳鈦合金、銅基合金和20世紀70年代韋曼(c.M.Wayman)所開創的鐵基合金等幾個爪系列，并已經在工程中(如經日照后能自動張開的由鈦鎳合金絲編織而成的拋物面形天線，飛行器或海底輸油管接頭等)和醫用材料中(如人工關節、脊柱矯正器和防止肺動脈栓塞癥的微型篩狀過濾器等)獲得應用。形狀記憶高聚物(sMP)在材料科學和技術領域中也已經不是陌生之物。20世紀80年代末，日本捷聞、可樂麗、旭化成和三菱重工等公司就開發出聚降冰片烯、反式1，4-聚異戊二烯和聚氨酯等形狀記憶乙樹脂。但是一種材料具有的某種新功能的被發現，并不意味著它―定在材料目錄中占有一席之地，能否為工程技術人員所采用，往往需要經過一個或長或短時間的考驗。不僅與材料的生產成本和性能的好壞有關，生產工藝的成熟與否，亦即對該功能的調控能力和該功能的抗疲勞能力(即壽命)能否達到要求，是必須反復考察與確定的重要方面，有時甚至成為起決定性作用的因素。從這里可以再次看到科學和技術的關系，以及它們著重點的差別。

2形狀記憶高聚物的工作原理

有記憶功能的高聚物(規范的術語應當是“高分子形狀記憶材料”)可以分為熱塑性和熱固性兩類。二者在產生形狀記憶效應時的主要機制大致相同。這類高聚物在外力作用下，可以產生大的彈性形變，并且可以方便地(如降低溫度)使這種形變保持下來，但是在外加某種刺激信號(如加熱)時，又可以恢復到原來的形狀。這種變化過程，稱為形狀記憶效應。這類材料不僅具有可逆變形的能力，還同時具有保持變形和解除變形的能力。在常溫下呈固態、加熱后轉變為熱彈性態的高聚物，原則上都有可能表現出一定的形狀記憶效應，所以形狀記憶效應在材料科學中是一種比較普遍的效應。

不難想到，為了保持固有的形狀，材料中的高分子鏈對于形變應當有足夠的剛性；但是在適當的外力下發生形變時，卻要求高分子鏈的局部有較高的柔性。如果希望它具有較高的形變記憶能力，在高分子鏈中應當有一定比率的鏈節具有足夠的剛性，從而保持著器件整體的“拓撲不變性”，所以，剛性結構和柔性結構并存；適當的比率和整合方式，是根據所需形變記憶功能進行材料設計時首先應當考慮的問題。形狀記憶材料中的剛性結構部分不僅起著保持器件內部基本結構框架的作用，而且對發生變形的柔性結構部分起著調控作用。因此，可以粗略地認為，剛性結構組分是保留“記憶”的前提；“變形”功能則主要由柔陛結構組分完成。

3變溫是控制形狀記憶乙高聚物的常用手段

能夠滿足以上條件的高聚物有兩類，在常溫下，一類呈玻璃態，另一類呈結晶態，但是在受熱后都能轉變為高彈性態。因此它們的變形控制變量都是溫度。由于材料在常溫下的狀態不同，轉變為高彈性態的過程有所不同，發生狀態改變的溫度或溫度區間分別記為Tm(熔化溫度)和Tg(玻璃化溫度)。下表是已經開發出來的幾種高分子形狀記憶材料和它們的部分用途。

因材質不同，形狀記憶合金和形狀記憶高聚物各有自己的特殊用途。不過高分子材料的價格較低、可供選擇的品種較多。此外，還具有如通過單體的化學修飾和聚合體的改勝比較容易實現其性能的精確調控、有些高聚物具有良好的生物相容性和/或生物降解性等優點，使得它們在醫療、電子及航天等高新技術中具有很好的發展前景。

5倍受青睞的聚氨酯樹脂

在高分子形狀記憶材料中，聚氨酯樹脂是近年來倍受青睞的一類高聚物。聚氨酯規范的名稱為聚氨基甲酸酯，是由多異氰酸酯和多元醇或芳香二胺等共聚而成的，主鏈上含有-HNCO-O-的重復鏈節。選擇不同的共聚單體和不同的聚合反應過程，可以生成熱塑性或熱固性樹脂；也可以制成多種性能的彈性體、纖維、泡沫塑料、膠粘劑和涂料。

聚氨酯的大分子是由柔性很大的長鏈段和剛性的短鏈段交替組成的嵌段共聚物，在內部組成和結構上已經具備產生形狀記憶效應的基本條件。聚氨酯的物理性能優異，并且可以通過原料配方和聚合過程加以調控，比較容易實現按照所需功能進行分子和材料設計的要求。此外，這類材料還具有容易成型、容易著色，以及易于和其他材料相互粘結等優點，因此在工程技術上得到了極廣泛的應用。例如聚氨酯泡沫塑料可以做成軟質(開孔)、硬質(閉

孔)或自結皮泡沫塑料，分別應用于汽車制造、家具制作、建筑絕熱、冰箱冷庫等領域。聚氨酯纖維(氨綸)既具有纖維的基本特征，又具有類似橡膠的特性，具有耐老化、耐撓曲、耐磨、耐化學試劑和易染色等優良性能，已用于各種內衣、游泳衣、飛行服、人造皮膚、外科手術縫線等的制造。

6形狀記憶高聚物用途的推陳出新

當材料的制造和性能調控的方式和方法逐漸成熟之后，如何發揮材料所固有的特殊性能以解決近代社會的生活和生產中的種種問題，是科技創新的另一個必須重視的研究方向。使形狀記憶高分子材料成為一類高度智能化的材料，是目前材料科學與技術領域中的研究熱點之一。德國的A.Lendlein和美國的R.Langer著重于開發聚氨酯塑料的生物降解性能，1997年創辦了mnemoScience公司，研究用可生物降解的SMP制造創傷手術所需的器件以代替原有的大型器件的新方法。通過內窺鏡精確地定位植入由形狀記憶聚合物制成的器件，如斷骨的外套管、血管的內擴管、血液的過濾網等后，在體溫的作用下，都可以通過形狀的恢復，達到治療的目的。這種治療方法，不僅可以減小放置器件時所需的外切口，而且由于器件本身在人體中可以逐步地通過降解而消失，不需要為取出器件而進行第二次手術。

日本三菱重工的一個子公司開發出一種名為Diaplex的由聚氨酯纖維制成的織物，是一種具有形狀記憶功能的面料，可用于制造在環境溫度較高時能夠產生散熱和水氣通道的智能防寒服。通過加溫處理，使汽車外殼、機殼和建筑物某些部件能夠自動除去凹痕的形狀記憶高聚物制品，也在開發之中。最為有趣的是，有人萌生了用形狀記憶聚合物制造機器人四肢的想法，據信將有可能用跳躍來代替現在的機器人那種步履蹣跚的方式。

7回收電子垃圾的新思路

電子技術的飛速發展和產品的不斷換代，對于社會生產水平和人民生活質量的提高都起到了極大的作用，但是隨之而來的廢棄電子設備和產品(簡稱WEEE)的回收或處理問題，即所謂的電子垃圾的問題，也已經成為環境問題中另一個難題。這是因為電子元件的原材料涉及面極廣，種類繁多，其中不僅含有貴金屬，同時也含有不少能夠污染環境的重金屬元素和有機物，加以體積較小或構造復雜的器件或零件很多，不能采用簡單的機械粉碎、填埋或焚燒的處理方式。值得關注的是，目前在發達國家中這類垃圾雖然只占到城市垃圾總量的4％左右，但是它的增長速度卻是其他垃圾的3倍！

如果把現在用于電子產品的許多緊固件，如螺釘、羅紋套管、夾子等改用SMP材料制造，它們將可以通過加熱的方法自行脫落。配合一條依據不同溫度逐一脫落的流水線，那么，在處理廢棄電子設備和器件時，就可以同時實現元件、材料的自動分級和拆卸過程的自動化。這種技術稱作“智能材料自動拆卸”技術(ADSM)。ADSM技術已經受到許多大型電子產品制造商的關注，摩托羅拉、諾基亞、柯達、菲利普和索尼等公司有關的研究計劃都有深淺程序不同的參與。而可用于移動電話、相機、立體聲系統和計算機的具有上述功能的螺絲、夾子、線圈、連桿和磁盤等的試驗成功，使得人們對ADSM技術的市場前景進一步看好。盡管它的大規模使用還有待于時日，但是這種技術思想的提出體現了人們環保意識的進一步覺醒，同時也是科學技術和社會進步之間的相互促進的新理念的又一次實踐。

8別開生面的凝膠態形狀記憶聚合物

目前應用較多的形狀記憶聚合物，還包括呈凝膠態的聚合物。例如以接枝共聚物為代表的聚丙烯酸(PAA)，由聚環氧丙烷(PPO)和聚環氧乙烷(PE0)生成的嵌段共聚物，和N-異丙基丙烯酰胺(IPAAM)等。由這類高聚物形成的水凝膠不僅在水溶液中可以發生遠超過本身體積的大倍數的可逆性的溶脹，而且溶脹和反溶脹的速率對某種或某幾種外界因素十分敏感。這些因素包括溫度、壓強、pH、離子強度、第二溶劑、光、電磁場等等。甚至可以做成對某種化學物質(如纖維素)敏感的水凝膠。

基于水凝膠的上述特性，已經開發出具有特定用途的傳感系統，如藥物可控緩釋系統，機器人人工肌肉、光子閥、分子分離系統、電磁感應閥等等。

參考文獻：

[1]張志方，李永森.形狀記憶合金.材料科學技術百科全書[M].北京：中國大百科全書出版社,1995：1125～1137.